3梁银师教案南区学生13级《煤矿开采方法》第3周教案3次4节.docx
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3梁银师教案南区学生13级《煤矿开采方法》第3周教案3次4节
2014至2015学年第一学期
教师授课教案
类别：
学生课
授课专业班级：
（南校区）2013采掘1、2班
课程：
《煤矿开采方法》课程
开课时间：
2014年9月2日第1周至第22周
总课时：
132
使用教材：
中国煤炭教育协会职业教育教材
授课教师：
梁银师
教研室：
安全采矿
上课次序
3-1
授课课时
3
授课章节
名称
第一章第四节矿井储量基础及井型确定
一、矿井储量基础
教学目标
知识目标
矿井储量的新旧标准
能力目标
矿井储量分级
教学要点
教学重点
矿井储量分级
教学难点
矿井储量新标准
课型
新授课。
安全教育
煤矿安全知识教育
教法与学法（教具）
多媒体、模型
主要教学步聚与内容
教学过程设计
时间分配
一、组织教学
1、点名，检查学生人数
2、煤矿安全知识教育
3、复习上次课内容。
二、导入新课
第一章第四节矿井储量基础及井型确定
一、矿井储量基础
矿井储量是指井田内可采煤层的全部储量。
通过对矿井储量分级和分类，表明煤炭的质量、地质情况被查明的程度、储量的可靠性，以及可以被开采和利用的价值。
2003年3月1日起实行的地质矿产行业标准DZ/T0215-2002《煤、泥炭地质勘查规范》，对煤炭资源／储量分类及类型条件、储量估算等作了新的划分和规定。
为了便于学习理解，能够换算新旧煤炭储量分级和储量分类，有必要将新、旧标准中采用的煤炭储量分级和储量分类方法简介如下。
1．旧标准
1）储量分级
2003年之前采用的储量分级，是根据煤田的地质勘探程度和研究程度，分为A.B.C.D四级。
A、B级称为高级储量，C、D级称为低级储量。
储量级别越高，表明煤层地质情况被查明的程度越高，储量的可靠性越高。
2）储量分类
储量分类则是根据当时的能源政策和煤炭资源状况，按当时的开采技术水平和煤炭储量被查明的程度，将矿井储量分为以下几类。
（l）矿井地质储量。
是指矿井技术边界范围内的全部煤炭的储量，包括能利用储量和尚难利用储量。
（2）能利用储量。
又称平衡表内储量，是指煤层的赋存情况及煤质符合当前矿井开采技术经济条件且在目前技术条件下可以开采的储量，包括工业储量和远景储量。
（3）尚难利用储量。
又称平衡表外储量，是指由于煤层灰分高、厚度薄、地质条件复杂等，在目前技术条件下暂时不能开采的储量。
但是随着科学的发展，开采技术提高，今后有可能开采和利用。
确定能利用储量和尚难利用储量界线的最基本条件是煤层的厚度和灰分。
国家确定了对煤层最低可采厚度和最高灰分的要求。
在缺煤地区，为了满足当地工业用煤和民用煤的需要，充分合理地利用煤炭资源，在确定能利用储量及尚难利用储量的边界时，对煤层最低可采厚度和最高灰分的要求可以放宽，制定适合本地区的标准，经上级有关部门批准后执行。
（4）工业储量。
指能利用储量中的A+B+C级储量总和。
小矿井可按能利用储量中的A+B+C+0.5D计算。
工业储量可直接作为矿井设计和投资的依据。
（5）远景储量。
指能利用储量中的D级储量。
由于被查明的程度不够，有待于今后做进一步勘查提高储量级别。
（6）可采储量。
指能利用储量中可以采出的那一部分储量。
2．新标准
依照DZ/T0215-2002《煤、泥炭地质勘查规范》，煤炭储量按可行性评价阶段分为概略研究、预可行性研究和可行性研究储量，从经济意义上分为经济的、边际经济的、次边经济的、内蕴经济的和经济意义未定的基础储量，从地质可靠程度上分为探明的、控制的、推断的、预测的储量。
小结：
讲解了第一章第四节矿井储量基础及井型确定
一、矿井储量基础
作业：
1．矿井储量是什么？
2．矿井储量新标准从地质可靠程度上分为什么？
多媒体教学
矿井模型展示
10
65
10
5
5
上课次序
3-2
授课课时
3
授课章节
名称
第一章第四节矿井储量基础及井型确定
二、矿井生产能力
教学目标
知识目标
矿井生产能力
能力目标
矿井生产能力
教学要点
教学重点
矿井生产能力
教学难点
矿井生产能力
课型
新授课
安全教育
安全知识
教法与学法（教具）
多媒体教学
主要教学步聚与内容
教学过程设计
时间分配
一组织教学
1、点名，检查学生人数
2、安全知识教育
3、复习上次课内容
二导入新课
第一章第四节矿井储量基础及井型确定
二、矿井生产能力
（一）矿井生产能力分类
矿井生产能力亦称井型，是指矿井设计生产能力，即设计中规定的矿井在单位时间（年或日）内采出的煤炭的数量，矿井井型是根据矿井生产能力不同而划分的矿井类型。
有些生产矿井通过改扩建和技术改造，原来的生产能力得到改变，因而要对生产矿井各生产系统的能力重新核定，核定后的综合生产能力称为核定生产能力。
根据矿井生产能力的大小，我国把矿井类型划分为大、中、小3类：
（1）大型矿井。
生产能力为120×104、150×104、180×104、240x104、300×10、400×l04、500×l04t/a及500×l04t/a以上的矿井，其中300×104Ua及其以上的矿井又称为特大型矿井。
（2）中型矿井。
生产能力为45×104、60×104、90×104t/a的矿井。
（3）小型矿井。
生产能力为9x104、15×104、21×104、30×l04同、t/a的矿井。
以上为标准矿井生产能力，是为了保证矿井建设、生产及设备选择标准化和系列化，新建矿井不应该出现介于两种设计生产能力的中间类型。
（二）、矿井生产能力的确定
矿井生产能力是与井田划分紧密联系并相互适应的。
矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、井田储量、开采条件、技术装备、管理水平、安全生产条件及国家需煤量等因素确定。
其中，井田储量是基础，开采能力是关键。
对开采能力估计过高，矿井投产后，可能长期达不到设计生产能力；对开采能力估计过低，矿井投产后，则会迅速突破设计能力。
技术装备水平是主导因素，必须不断提高机械设计和制造水平。
安全生产条件必须保证，可以采取多种措施，如果需要风量大，可以增大巷道断面，增开巷道或实行分区通风。
因此，矿井生产必须根据具体情况，进行综合比较后才能确定。
三、矿井服务年限与水平服务年限
矿井服务年限是指按矿井可采储量、设计生产能力，并考虑储量备用系数计算出的矿井开采年限。
矿井服务年限可由几年到百余年。
一般来说，矿井服务年限一定要与矿井的生产能力相适应，即各类井型都有适宜的服务年限。
1、矿井生产能力、服务年限与储量的关系
矿井生产能力、服务年限与井田储量之间有密切关系，其表达式见书上20页（1-2）
2矿井与水平服务年限要求
矿井生产能力及服务年限大小体现矿井开采强度的大小，不仅会影响一个矿井的开采技术经济效果，而且会影响整个矿区。
一般来说，井型大的矿井基建工程量大，装备水平高，基本建设投资多，吨煤投资高，为了发挥投资的效果，矿井的服务年限就应长一些；小型矿井的装备水平低，投资较少，服务年限可以短一些。
对于缺煤的地区，为了最大限度地向社会供应煤炭，加大煤炭资源开发强度，矿井服务年限可适当短一些。
《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）和《煤炭工业小型矿井设计规范》（CB0399-2006）对新建矿井和改扩建矿井的服务年限进行了规定，见书上21页表l-2和表1-3。
国内外一些大型矿井设计的服务年限见表1-4。
随着煤炭开采技术的进步，煤炭科学技术更新步伐加快，设备更新周期逐步缩短，矿井服务年限有缩短的趋势。
小结:
讲解了第一章第四节矿井储量基础及井型确定二、矿井生产能力
作业：
1.根据矿井生产能力的大小，我国把矿井类型划分为几类？
2.矿井服务年限是什么？
多媒体教学
与矿井模型
10
40
10
20
5
5
上课次序
3-3
授课课时
3
授课章节
名称
第一章第五节采煤方法的概念和分类
教学目标
知识目标
采煤方法的5个概念
能力目标
采煤方法的2种类别
教学要点
教学重点
采煤方法的5个概念
教学难点
采煤方法的2种分类
课型
新授课
安全教育
安全知识
教法与学法（教具）
多媒体教学
主要教学步聚与内容
教学过程设计
时间分配
一组织教学
1、点名，检查学生人数
2、安全知识教育
3、复习上次课内容
二导入新课
第一章第五节采煤方法的概念和分类
一、采煤方法的概念
1．采场（采煤工作面）
在采区内，用来直接大量开采煤炭资源的场所，称为采场。
在采场内进行采煤的煤层暴露面称为煤壁。
在实际工作中，采煤工作面就是指采煤作业的场地。
采煤工作面煤层被采出的厚度称为采高，采煤工作面的煤壁长度称为采煤工作面长度。
2．采煤工序
在采煤工作面内为采取煤炭所进行的各项工作，称为采煤工作。
采煤工作包插破煤、装煤、运煤．支护、采空区处理等基本工序及其一些辅助工序。
3．采煤系统
采煤系统是指采区内的巷道布置系统以及为了正常生产而建立的采区内用于运输、通风等目的生产系统。
为形成完整生产系统需要掘进一系列的准备巷道和回采巷道。
4．采煤工艺
由于煤层的自然赋存条件和采用的采煤机械不同，完成采煤工作各道工序的方法也就不同，在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。
这种在采煤工作面内各道工序按照一定顺序完成的方法及其相互配合称为采煤工艺。
在一定时间内，按照一定的顺序完成采煤工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。
我国矿井开采的采煤工艺主要有爆破采煤工艺、普通机械化采煤工艺、综合机械化采煤工艺和水力采煤工艺。
5．采煤方法
采煤工艺与回采巷道布置及其在时间、空间上的相互配合，叫做采煤方法。
因此，不同的采煤系统与采煤工艺相结合，就形成了不同的采煤方法，而且两者是相组影响和制约的，不同的采煤系统，必须要有相适应的采煤工艺。
同样，不同的采煤工艺也要有与其相适应的采煤系统。
所以随着采煤机械化的发展，采煤工艺过程发生变化，就要求采煤系统随之进行变革。
采煤方法正是在这种相互推动的过程中，得到不断的改进与发展的。
二、采煤方法的分类
由于煤层的赋存状态和开采技术的不同，形成了种类繁多的采煤方法。
按其主要的开采技术特征，采煤方法大体上可分为壁式体系采煤法与柱式体系采煤法两太类。
1．壁式体系采煤法
壁式体系采煤法一般以具有较长的工作面为基本特征。
根据采煤工作面长度不同，又分为长壁式与短壁式两种。
工作面长度小于40m时，称为短壁式；工作面长度大于40m时，称为长壁式。
壁式采煤法根据煤层厚度不同，可分为整层开采与分层开采。
若一次开采煤层全厚时，称单一长壁式；将厚煤层划分为若干分层后依次开采时，称为分层长壁式。
长壁工作面沿煤层倾向布置，沿走向方向推进的称为走向长壁，工作面沿煤层走向布置，沿倾斜方向推进的称为倾斜长壁。
2．柱式体系采煤法
柱式体系采煤法包括房柱式与房式等采煤法，它与壁式体系采煤法相比，最显著的特点是采煤工作面短。
它是采用大量巷道将煤层切割成若干段，煤柱间用联络巷联通，构成煤房的采煤生产系统。
如果先采煤房，后回收煤柱（或部分回收煤柱），称为房柱式采煤法；若只采煤房，不回收煤柱，则称为房式采煤法。
房柱式采煤法是在盘区内由盘区巷道向两翼划分若干区段。
在区段内由4-5个煤房为一组，由下向上推进，一般煤房间留8-12m煤柱，并每隔20-30m用联络巷连通。
煤房推至区段上部边界时，再后退回收煤柱。
煤房与煤柱的宽度，应根据煤层与顶板岩层的稳定程度来确定。
图l-13所示为我国某矿房柱式采煤法工作面布置图，该区段走向长约150m，倾斜长60-80m,煤房下部设两条运输与通风平巷，上部设有区段回风巷。
区段内划分若干条带后退式回采，每个条带由4m宽的煤房与6m宽的煤柱组成。
采煤工作先由下向上推进采煤房，然后由上而下回收煤柱。
回收煤柱时，一般不进行支护，当顶板条件较差时，每隔lOm左右留面积为5-8㎡或宽度为3m的小煤柱暂时支撑顶板，当开采后，小煤柱即可压垮，上覆顶板岩层随之冒落。
房式采煤法巷道布置与房柱式基本相同，也是在盘区巷道两翼划分区段。
在区段肉沿走向布置5-7m宽的煤房。
采煤时，可4-6个煤房同时推进，煤房间留几米至十余米的煤柱，并每隔8-20m用联络巷连通，形成方形或长条形煤柱，留着不回收以支撑上覆顶板岩层。
图1-14所示为我国某矿建筑物下采用房式采煤法的工作面布置。
由图1-14可知，同时有3个煤房向前推进，煤房宽度为5m，煤柱宽15m，每隔15-20。
用联络巷连通，形成长条形煤柱。
采煤是在3个煤房中交替进行。
例如，采煤机在煤房Ⅱ中采煤时，煤房I进行锚杆支护，煤房Ⅲ则进行巷道清理、续接风幛等辅助性工作。
由上述可知，柱式体系采煤法具有以下特点：
采煤工作面长度短、同采的工作作面数目多；工作空间可用锚杆支护或不进行支护，不进行采空区处理；运煤方向垂直于采煤工作面，采煤配套设备能自行行走，灵活方便；采煤巷道多，掘进率高，通风条件差，采出率低等。
壁式体系与柱式体系采煤法相比，工作面产量高，巷道掘进率低，煤炭损失少，采煤系统简单，安全生产条件好。
但壁式体系采煤法工艺比较复杂，组织管理水平要求高。
日前，世界主要产煤国家除美国、印度、澳大利亚等国因地质条件简单而采用柱式体系采煤法外，大多数国家采用壁式体系采煤法。
我国煤层赋存比较复杂，煤炭J“量的90%以上是由壁式体系采煤法采出的。
但是，在近些年有一些矿井开始引进拄式体系采煤技术与设备，进行井下试验与推广应用，并取得了较好的效果。
综上所述，采煤方法的种类很多，由于分类标准不同，分类方法也很多，根据采煤方法的开采特点进行分类，如图1-15所示。
三、采煤方法的选择
（一）选择采煤方法的原则
采煤方法的选择是煤矿安全生产的重要内容，它将直接影响矿井安全生产和煤矿企业各项技术经济指标。
选择采煤方法应当结合区域经济特点和社会发展的需耍，根据煤层赋存条件、矿井开采技术水平等因素，选用技术先进、经济合理、安全生产条件好、资源采出率高的采煤方法。
选择采煤方法，必须满足安全、经济、煤炭采出率高的基本原则，努力实现高产高效安全生产？
安全，就是必须贯彻“安全第一”的生产方针，做到果煤工艺先进合理，采煤系统可靠，技术措施完善；经济，就是指高产、高效、低耗、低成本，煤炭质量好；采出率高，就是要求尽量减少煤柱损失，减少采煤工作面留煤损失和泼洒损失，最大限度地提高煤炭资源采出率，达到国家要求的煤炭资源采出率。
选择采煤方法应当遵循的3个基本原则，是密切联系、相互制约的，在选择时应当综合考虑。
（二）影响采煤方法选择的因素
为了满足采煤方法三方面的原则要求，在选择和设计采煤方法时，必须充分考虑到具体的地质、技术和经济等因素的影响。
1．地质因素
地质因素包括煤层倾角、煤层厚度、煤层特征及顶底板稳定性、地质构造、煤层及围岩含水性、瓦斯含量、煤层自然发火倾向性等。
在选择采煤方法时应予考虑。
2．技术发展及装备水平
技术发展及装备水平也会影响采煤方法的选择。
改革开放以来，我国采煤方法和采煤工艺技术在创新中得到r不断的发展，新方法、新工艺、新装备的推广应用为采煤方法选择提供了更广阔的空间。
，厚煤层放顶煤采煤法、大采高一次采全厚采煤法、伪斜柔性掩护支架采煤法、伪斜走向长壁采煤法等得到广泛应用。
工作面采煤工艺技术、装备能力和强度不断提高，工作面单产水平和劳动效率迅速增长。
因此，在采煤方法选择时应考虑不同装备水平的工艺技术、T作面单产水平必须同矿井各个生产环节能力相适应，并留有适当的发展余地．顶板控制和支护技术也影响到采煤方法的选择。
譬如在坚硬顶板条件下，部分矿井采用高工作阻力液压支架和对顶板岩层进行注水软化技术，在坚硬顶板条件下成功地采用了垮落法处理采空区，取代了传统的煤柱支撑采煤法（即刀柱式采煤法）。
为_r倮护地面生态环境，开采建筑物下、铁路下、水体下的煤炭资源，可根据具体的自然和技术条件，选择相应的“三下”采煤方法。
3．矿井管理水平
矿井管理水平及员工素质对采煤方法的选择也会产生一定的影响，在选择和应用那些技术要求高、生产组织复杂、管理比较复杂的采煤方法（如大采高一次采全高综采、大倾角综采、急倾斜煤层伪斜短壁采煤法、急倾斜煤层伪俯斜走向长壁采煤法等）时，应在加强对员工安全技术培训的前提下，按照先易后难原则，有计划、循序渐进地逐步试用，在掌握其技术要领并积累一定实践经验后再推广应用。
选择采煤方法时，避免忽视企业管理水平和员工素质的实际情况。
在条件尚不具备的情况下，避免盲目采用新的采煤技术和新工艺。
4矿井经济效益
矿井经济效益是选择采煤方法的重要因素。
在选择采煤方法时，要研究拟采用采煤方法的投入和产出关系，考虑企业的投资能力和采煤方法的经济效果。
还要考虑设备供应和配件、消耗材料的供应情况，尽量保证生产消耗材料能就地取材，从而降低成本。
小结:
讲解了第一章第五节采煤方法的概念和分类
作业：
1.什么叫采场？
2.什么叫做采煤方法？
多媒体教学
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